球墨鑄鐵型材厚大部位在特定情況下易產(chǎn)生一種條帶狀灰斑缺陷該缺陷會顯著降低材料的硬度.通過掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDS)等方法對異常灰斑的金相組織和區(qū)成分進(jìn)行了分析.結(jié)果 表明:低于4.3％的碳當(dāng)量、成分偏析和厚大且相對封閉的鑄鐵型材結(jié)構(gòu)是形成這一缺陷的主要原因.在這些條件下易形成緩冷枝晶Si元素在緩慢冷卻的奧氏體支晶內(nèi)部偏析并富集促進(jìn)形成鐵素體;而Mn元素和Cu元素在枝晶附近及外部偏析并富集促進(jìn)珠光體形成.兩種基體組織的硬度差使加工后出現(xiàn)很大的色差形成宏觀的灰斑形貌.球墨鑄鐵由于其力學(xué)性能優(yōu)良，成本低廉，在生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用。 對出現(xiàn)在鑄鐵型材內(nèi)部的夾雜缺陷，進(jìn)行了地研究分析，明確了夾雜物的分布規(guī)律、元素組成、來源及形成原因，并就如何控制該缺陷的產(chǎn)生給出了相關(guān)的建議。對大斷面型材表面出現(xiàn)的疤皮缺陷，分析了形成原因，討論了影響其形成的因素，并提出了能有效疤皮缺陷的措施。優(yōu)化設(shè)計后得到的鑄鐵型材新生產(chǎn)線，能夠滿足 尺寸為400mm的鑄鐵型材的生產(chǎn)，且生產(chǎn)鑄鐵型材的工序簡化，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成更為簡單合理.鑄鐵型材中的夾雜物主要聚集分布在其中心線上方約3/4半徑處，對于鑄鐵型材表面存在的疤皮缺陷，生產(chǎn)實(shí)踐證明，采取提高鐵水溫度、保證鐵水純凈度、適當(dāng)提高拉拔速度、改進(jìn)爐膛底部結(jié)構(gòu)及阻斷結(jié)晶器兩段石墨套間橫向傳熱的舉措能夠有效地。 所獲得拉坯工藝參數(shù)能夠用于實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。這些機(jī)械構(gòu)件被主要應(yīng)用于一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求高的零件中，如柴油機(jī)、汽車及拖拉機(jī)的曲軸、凸輪軸、汽缸蓋、中壓閥門，汽車及拖拉機(jī)的某些齒輪以及農(nóng)機(jī)、農(nóng)具等零件，這就要求它們有高的強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性、耐機(jī)械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕性以及良好的尺寸穩(wěn)定性等。球墨鑄鐵大量取代了可鍛鑄鐵、鑄鋼和灰口鑄鐵，已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的工程材料。

隨著生鐵價格的提高鑄鐵型材生產(chǎn)成本不斷增加。為降低生產(chǎn)成本本課題在HT250材質(zhì)的基礎(chǔ)上采用氮、鈦、鈮對鐵液進(jìn)行合金化通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗和硬度試驗研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗結(jié)果表明含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時試樣的金相組織為A型石墨+細(xì)片狀珠光體+少量鐵素體。 鑄鐵型材在重工業(yè)中需求量大，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、印刷、農(nóng)業(yè)機(jī)械等支柱行業(yè)。對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。在適當(dāng)含氮量(0.0080%左右)基礎(chǔ)上含鈦量在0.055%-0.149%范圍內(nèi)時試樣的金相組織為A型和D型石墨+珠光體+少量鐵素體。隨著含鈦量的增加：A型石墨減少D型石墨增多；鐵素體的含量增多珠光體的含量減少。 試樣的抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)降低的趨勢當(dāng)含鈦量為0.149%時試樣的抗拉強(qiáng)度小為230MPa；而試樣的布氏硬度略有增加當(dāng)含鈦量為0.149%時試樣的布氏硬度大為219HBW。鈦在含氮灰鑄鐵中的存在形式有以下兩種：少部分固溶于基體中呈均勻分布；大部分與鐵液中的碳、氮形成鈦的碳氮化物并多以三角形、四邊形及帶棱角的不規(guī)則塊狀鑲嵌于基體之中呈彌散分布。